[发明专利]一种具有伪塑性断裂的Csf/SiBCN复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种具有伪塑性断裂的Csf/SiBCN复合材料的制备方法，其特征在于该制备方法是按以下步骤完成的：

一、制备短碳纤维预制体：

首先将切好的短碳纤维进行超声分散，然后使用筛网滤出，平铺自然晾干，得到短碳纤维预制体；

二、制备SiBCN浆料：

将SiBCN粉体加入到无水乙醇中，再加入酚醛树脂，磁力搅拌，超声分散，得到SiBCN浆料；

步骤二中所述的酚醛树脂为热固性酚醛树脂，固化温度为80℃～150℃；

步骤二中所述的酚醛树脂、无水乙醇和SiBCN粉体的质量比为1:4:5；

三、制备多层短碳纤维-SiBCN坯体：

①、在一片短碳纤维预制体的表面均匀涂覆一层SiBCN浆料，再叠放另外一片短碳纤维预制体；

②、循环步骤三①，多层短碳纤维预制体进行层铺，得到多层叠放的短碳纤维预制体；

步骤三②所述的多层叠放的短碳纤维预制体的层数为30层～50层；

③、将多层叠放的短碳纤维预制体放置于室温下自然晾干，再放入温压机或金属模具中加压固化，得到多层短碳纤维-SiBCN坯体；

步骤三③中放入温压机中加压固化的工艺为：首先在压力为2MPa下升温至100℃，在压力为2MPa和温度为100℃的条件下保温30min，再在压力为8MPa下升温至150℃，在压力为8MPa和温度为150℃的条件下保温60min；

步骤三③中放入金属模具中加压固化的工艺为：将多层叠放的短碳纤维预制体放置于室温下自然晾干12h，再放入金属模具中，首先在压力为17MPa下升温至100℃，在压力为17MPa和温度为100℃的条件下保温60min，再在压力为17MPa下升温至150℃，在压力为17MPa和温度为150℃的条件下保温90min，冷却至室温，得到多层短碳纤维-SiBCN坯体；

四、热解：

在保护气氛下，将多层短碳纤维-SiBCN坯体升温至900℃～1100℃，在900℃～1100℃下热解，冷却至室温，得到具有伪塑性断裂的Csf/SiBCN复合材料；

步骤四中所述的热解的时间为3h～5h；步骤四中所述的保护气氛为氮气；

步骤四中所述的具有伪塑性断裂的Csf/SiBCN复合材料中SiBCN的体积分数为65％～73％。

2.根据权利要求1所述的一种具有伪塑性断裂的Csf/SiBCN复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的短碳纤维的长度为6mm～8mm；步骤一中所述的短碳纤维预制体的厚度为0.1mm～0.2mm；步骤一中将切好的短碳纤维放入无水乙醇中超声分散30min～60min。

3.根据权利要求1所述的一种具有伪塑性断裂的Csf/SiBCN复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的SiBCN粉体由机械合金化制备得到，其中摩尔比Si:BN:C＝2:1:3。

4.根据权利要求1所述的一种具有伪塑性断裂的Csf/SiBCN复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的超声分散的时间为40min～60min；步骤二中所述的磁力搅拌的时间为20min～40min。

5.根据权利要求1所述的一种具有伪塑性断裂的Csf/SiBCN复合材料的制备方法，其特征在于步骤三③中自然晾干的时间为10h～12h。